package com.johnny.dataStructures.stack;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

public class PolandNotation {
    public static void main(String[] args) {
        //完成将一个中缀表达式转成后缀表达式
        //说明
        //1. 1+((2+3)*4)-5 => 转成1 2 3 + 4 * + 5 -
        //2. 因为直接对str 进行操作，不方便，因此先将 1+((2+3)*4)-5 =》放入list
        //3. 将得到的中缀表达式对应的List=> 后缀表达式对应的List

        String expression = "1+((2+3)*4)-5";
        List<String> infixExpressionList = toInfixExpressionList(expression);
        System.out.println("中缀表达式对应的List=" + infixExpressionList);
        List<String> suffixExpressionList = parseSuffixExpressionList(infixExpressionList);
        System.out.println("后缀表达式对应的List=" + suffixExpressionList);
        System.out.printf("expression=%d",calculaate(suffixExpressionList));
        //先定义一个逆波兰表达式
        //(3+4)*5-6 => 3 4 + 5 * 6 -
        //测试 (30+4)*5-6 => 3 4 + 5 * 6 -
        // 4*5-8+60+8/2 => 4 5 * 8 - 60 + 8 2 / +
        //为了方便，逆波兰表达式的数字和符合使用空格隔开
//        String suffixExpression = "4 5 * 8 - 60 + 8 2 / +";
//        //思路
//        //1.先将"3 4 + 5 * 6 -" =>放入ArrayList中
//        //2.将ArrayList 传递给一个方法，遍历ArrayList 配合栈完成计算
//        List<String> rpnList = getListString(suffixExpression);
//        System.out.println("rpnList=" + rpnList);
//        int res = calculaate(rpnList);
//        System.out.println("计算的结果是=" + res);
    }

    //将得到的中缀表达式对应的List=> 后缀表达式对应的List
    public static List<String> parseSuffixExpressionList(List<String> ls) {
        //定义两个栈
        Stack<String> s1 = new Stack<String>();//符号栈
        //说明：s2在真个转换过程中，没有pop操作，而且后面还需要逆序输出
        //因此比较麻烦，这里我们就不用Stack<String> 直接使用List<String> s2
        //Stack<String> s2=new Stack<String>();//存放中间结点的栈
        List<String> s2 = new ArrayList<String>();

        //遍历ls
        for (String item : ls) {
            //如果是一个数，加入s2
            if (item.matches("\\d+")) {
                s2.add(item);
            } else if (item.equals("(")) {
                s1.push(item);
            } else if (item.equals(")")) {
                //如果是右括号，则依次弹出s1栈顶的运算符，并压入s2,直到遇到左括号为止，此时这一对括号丢弃
                while (!s1.peek().equals("(")) {  //查看是否为"(" ,如果是，则循环结束
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();//将“(”弹出s1栈，消除小括号
            } else {
                //当item的优先级小于等于栈顶运算符，将s1栈顶的运算符弹出并且加入到s2中
                //问题：缺少一个比较优先级高低的方法
                while (s1.size() != 0 && Operation.getValue(s1.peek()) >= Operation.getValue(item)) {
                    s2.add(s1.pop());
                }
                //还需要将这个item压入栈
                s1.push(item);
            }
        }
        //将s1中剩余的预算符依次加入到s2
        while (s1.size() != 0) {
            s2.add(s1.pop());
        }
        return s2;
    }


    //将中缀表达式转成对应的List
    public static List<String> toInfixExpressionList(String s) {
        List<String> ls = new ArrayList<String>();
        int i = 0;//指针，用于遍历 中缀表达式字符串
        String str;// 对多位数的拼接
        char c; // 每遍历到一个字符，就放入到c
        do {
            //如果c是一个非数字，需要加入到ls
            if ((c = s.charAt(i)) < 48 || (c = s.charAt(i)) > 57) {
                ls.add("" + c);
                i++;
            } else {//如果是一个数字，需要考虑多位数
                str = "";//将str置空
                while (i < s.length() && (c = s.charAt(i)) >= 48 && (c = s.charAt(i)) < 57) {
                    str += c;
                    i++;
                }
                ls.add(str);

            }
        } while (i < s.length());
        return ls;//返回
    }


    //将一个逆波兰表达式，依次将数据和运算符放入ArrayList中
    public static List<String> getListString(String suffixExpression) {
        //将 suffixExpression 分开
        String[] split = suffixExpression.split(" ");
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (String ele : split) {
            list.add(ele);
        }
        return list;
    }

    //完成对逆波兰表达式的运算
    public static int calculaate(List<String> ls) {
        //创建一个栈，只需要一个栈即可
        Stack<String> stack = new Stack<String>();
        //遍历
        for (String item : ls) {
            //这里使用正则表达式来取出数
            if (item.matches("\\d+")) {//匹配多位数
                //入栈
                stack.push(item);
            } else {
                //pop出两个数，并运算，再入栈
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if (item.equals("+")) {
                    res = num1 + num2;
                } else if (item.equals("-")) {
                    res = num1 - num2;  //后弹出的数减去前弹出的数
                } else if (item.equals("*")) {
                    res = num1 * num2;
                } else if (item.equals("/")) {
                    res = num1 / num2;  //后弹出的数除已前弹出的数
                } else {
                    throw new RuntimeException("运算符有误");
                }
                //把res 入栈
                stack.push("" + res);
            }
        }
        //最后留在stack中的数据是运算结果
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }
}

//编写一个累Operation 可以返回一个运算符对应的优先级
class Operation {
    private static int ADD = 1;
    private static int SUB = 1;
    private static int MUL = 2;
    private static int DIV = 2;

    //写一个方法，返回对应的优先级数字
    public static int getValue(String operation) {
        int result = 0;
        if (operation.equals("+")) {
            result = ADD;
        } else if (operation.equals("-")) {
            result = SUB;
        } else if (operation.equals("*")) {
            result = MUL;
        } else if (operation.equals("/")) {
            result = DIV;
        } else {
            System.out.println("不存在该运算符");
        }
        return result;
    }
}
